Θέματα Περιβαλλοντικής Θέματα Περιβαλλοντικής ΈρευναςΈρευνας

Μέτρηση ηλιακής Μέτρηση ηλιακής ακτινοβολίας με το ακτινοβολίας με το MFRMFR και και

μελέτη των δεδομένων με την μελέτη των δεδομένων με την

μέθοδο μέθοδο LangleyLangley

Μεταπτυχιακό Φυσικής ΠεριβάλλοντοςΜεταπτυχιακό Φυσικής Περιβάλλοντος

Χαρούλα ΖηνάΧαρούλα Ζηνά

MFR-7=Multifilter MFR-7=Multifilter RadiometerRadiometer Περιέχει 7 κανάλια:- broadband- 415415 nm nm aerosols

- 500500 nm nm aerosols+ozone

- 615615 nm nm aerosols+ozone

- 673673 nm nm aerosols+ozone

- 870870 nm nm aerosols

- 940940 nm nm water vapor

ΔιαδικασίαΔιαδικασία

Τα δεδομένα καταγράφονται στον υπολογιστή με τη μορφή Τα δεδομένα καταγράφονται στον υπολογιστή με τη μορφή των των raw counts(1 count=1mV)raw counts(1 count=1mV)

Αναλύονται με το λογισμικό του οργάνου (πρόγραμμα Αναλύονται με το λογισμικό του οργάνου (πρόγραμμα Yesdas)Yesdas) και με κατάλληλους υπολογισμούς πετυχαίνεται: και με κατάλληλους υπολογισμούς πετυχαίνεται:

Calibration (Calibration (τα αποτελέσματα προκύπτουν σε τα αποτελέσματα προκύπτουν σε W/m^2W/m^2--nm)nm)

PlottingPlotting

Ανάλυση Ανάλυση LangleyLangley

Γεωμετρία του Γεωμετρία του MFRMFR

Θέση Θέση nadirnadir

Ολική Ολική ακτινοβολίαακτινοβολία((Global/TotalGlobal/Totalhorizontal)horizontal)

O O ήλιος ήλιος αποκόπτεταιαποκόπτεται

Διάχυτη Διάχυτη ακτινοβολίαακτινοβολία((Diffused)Diffused)

Το σκιάδιο Το σκιάδιο περιστρέφεται κατά 9ο περιστρέφεται κατά 9ο από την κεντρικήαπό την κεντρική

Διορθωμένη Διάχυτη Διορθωμένη Διάχυτη ακτινοβολίαακτινοβολία

Direct = Total- DiffusedDirect = Total- Diffused

Direct Normal= direct horizontal/cosine(solar zenith angle)Direct horizontal=Total horizontal-Diffuse horizontalDiffuse horizontal=(Total horizontal-Corr.diffused)+Diffused

ΜέθοδοςΜέθοδος Langley Langley

lnI = lnIo – lnI = lnIo – ττm m

I = Io*exp(-I = Io*exp(-ττm)m) Νόμος Νόμος Beer- Beer-Lambert-Bouguer Lambert-Bouguer

Ολικό οπτικό βάθοςΟλικό οπτικό βάθος

οπτική αέρια μάζαοπτική αέρια μάζα

Εισερχόμενη ακτινοβολία Εισερχόμενη ακτινοβολία (στο όριο της ατμόσφαιρας)(στο όριο της ατμόσφαιρας)

Direct Direct irradianceirradiance

: ευθεία με αρνητική κλίση

Από την ευθεία υπολογίζεται η Από την ευθεία υπολογίζεται η εισερχόμενη ακτινοβολία Ιο εισερχόμενη ακτινοβολία Ιο για μηδενική αέρια μάζα και το για μηδενική αέρια μάζα και το οπτικό βάθος τοπτικό βάθος τ..

Μέθοδος Μέθοδος LangleyLangley

Χρήση προεπιλεγμένου αλγόριθμουΧρήση προεπιλεγμένου αλγόριθμου

Εξέταση των δεδομένων γραφικά και Εξέταση των δεδομένων γραφικά και επιλογή των σημείων που θα επιλογή των σημείων που θα χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση συμμεταβολής (συμμεταβολής (regression).regression).

Πρωινές ώρες-απόγευμα , κατά τη Πρωινές ώρες-απόγευμα , κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών)περιόδου(απουσία νεφών)

Η διαδικασία αυτή υπόκειται σε έντονη κριτική καθώς Η διαδικασία αυτή υπόκειται σε έντονη κριτική καθώς διαφορετικοί αναλυτές μπορεί να καταλήξουν σε διαφορετικοί αναλυτές μπορεί να καταλήξουν σε

διαφορετικά αποτελέσματαδιαφορετικά αποτελέσματα

22 << air mass < 6 air mass < 6

Βασικός σκοπός είναι να δημιουργηθεί μια μέθοδος Βασικός σκοπός είναι να δημιουργηθεί μια μέθοδος εντελώς αυτοματοποιημένηεντελώς αυτοματοποιημένη

Μέθοδος Μέθοδος Langley Langley για τη χρονική περίοδο 15/7/2001-31/10/2001για τη χρονική περίοδο 15/7/2001-31/10/2001

lnI = lnIo – lnI = lnIo – ττm m

Χρονική περίοδος 15/7/2001-31/10/2001

050010001500200025003000350040004500

0 0,5 1 1,5

οπτικό βάθος τ

εισ

ερχ

όμ

ενη

ακτ

ινο

βο

λία

Ιο

Ιο =2523 W/m^2

• Υπολογίζουμε ποιοτικά την μέση τιμή για το Ιο για μικρά οπτικά Υπολογίζουμε ποιοτικά την μέση τιμή για το Ιο για μικρά οπτικά βάθηβάθη

• Κανονικοποιούμε την Ιο ως προς την απόσταση Γης-Ηλίου Κανονικοποιούμε την Ιο ως προς την απόσταση Γης-Ηλίου σε αστρονομικές μονάδεςσε αστρονομικές μονάδες

Μέθοδος Μέθοδος LangleyLangley

ττtotaltotal==ττRayleighRayleigh+τ+τozoneozone+τ+τH2OH2O+τ+τaerosolsaerosols

για λ=500για λ=500nmnm 001/λ^41/λ^4

I = Io*exp(-I = Io*exp(-ττm)m)

Μέθοδος Μέθοδος LangleyLangley

Χρήση σταθερού και γραμμικού Χρήση σταθερού και γραμμικού ανιχνευτήανιχνευτή

Λήψη μετρήσεων πρωινές ώρες-απόγευμα , κατά τη Λήψη μετρήσεων πρωινές ώρες-απόγευμα , κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών)διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών)

Επιτυγχάνονται ακριβέστερα αποτελέσματα με Επιτυγχάνονται ακριβέστερα αποτελέσματα με τις εξής προϋποθέσεις:τις εξής προϋποθέσεις:

Το Το MFRMFR παρέχει μεγάλη ακρίβεια στα δεδομένα παρέχει μεγάλη ακρίβεια στα δεδομένα επειδή:επειδή:

• Έχει εξασφαλιστεί σταθερή εσωτερική θερμοκρασία του Έχει εξασφαλιστεί σταθερή εσωτερική θερμοκρασία του οργάνουοργάνου

• Η συνάρτηση γωνίας του οργάνου προσεγγίζει πολύ καλά Η συνάρτηση γωνίας του οργάνου προσεγγίζει πολύ καλά την ιδανική γωνιακή απόκρισητην ιδανική γωνιακή απόκριση• Και οι τρεις παράμετροι της ακτινοβολίας μετριούνται με Και οι τρεις παράμετροι της ακτινοβολίας μετριούνται με τον ίδιο ανιχνευτή για δεδομένα μήκη κύματος τον ίδιο ανιχνευτή για δεδομένα μήκη κύματος (αυτοματοποίηση)(αυτοματοποίηση)

• Οι συντελεστές βαθμονόμησης είναι οι ίδιοι, οπότε Οι συντελεστές βαθμονόμησης είναι οι ίδιοι, οπότε μειώνονται τα σφάλματαμειώνονται τα σφάλματα

ΜειονέκτημαΜειονέκτημα: το όργανο πρέπει να ευθυγραμμιστεί και να : το όργανο πρέπει να ευθυγραμμιστεί και να τοποθετηθεί κατάλληλατοποθετηθεί κατάλληλα

Ευχαριστώ για την Ευχαριστώ για την προσοχή σαςπροσοχή σας